多跨连续梁拱组合体系桥梁施工关键问题研究

安康市城东汉江大桥主桥为(75+2×125+160+2×125+75)m多跨连续梁拱组合体系桥梁,全桥采用先梁后拱法施工,系梁采用平衡悬臂浇筑法施工,中跨跨中33m梁段采用支架现浇法施工。为选择合理的现浇段支架拆除时机、边跨配重卸载时机、临时固结拆除顺序以及吊杆张拉顺序和次数等,采用MIDAS Civil建立全桥有限元模型,针对各种方案下的结构进行模拟分析。结果表明:跨中现浇段的支架应在张拉完全部吊杆后再拆除;边跨配重应在中跨或次边跨合龙后再卸载;应待相邻孔合龙后再拆除前一合龙孔的临时固结;应对称交替地张拉吊杆,设计张拉力较小时可一次张拉到位,设计张拉力较大时应分批张拉到位。该桥采取以上方案施工后,结构受力状态良好。     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

系杆拱桥吊杆张拉方案对结构受力特性影响分析

系杆拱桥是组合体系中的一种柔性系杆刚性拱。吊杆的安装与张拉是系杆拱桥施工中至关重要的环节,拱肋为主要受压构件。系梁的刚性较一般的梁要小,吊杆的张拉力不同、张拉顺序不同会对系梁体内应力和拱肋内力分布及大小产生不同的影响。为保证系杆拱桥成桥后梁体应力满足规范限值并使拱肋受力合理,探讨了吊杆的最优张拉方案。文中以兰新二线乌鲁木齐河特大桥为工程背景,通过有限元模型和室内模型试验研究了四种工况下对梁体应力及拱肋受力特性的影响。研究发现:在不同张拉顺序及张拉力下,梁体和拱肋受力并不能同时达到最优,就一种工况而言,在梁体应力合理的同时拱肋就会出现受力不理想的情况;同样,当拱肋安全储备较大时梁体应力就会出现超出规范限制的现象。在具体施工时应综合考虑拱肋、梁体及索力分布情况,并结合现场和施工难度选择相应的施工方案。     

浅谈大跨径钢管混凝土拱桥施工工艺

复兴大桥主桥为上下双层钢管混凝土系杆拱桥.介绍其主体结构的施工,主要包括拱肋的吊装、钢系梁的吊装、上层吊杆横梁的吊装、下层吊杆横梁的吊装、拱上立柱横梁的吊装、空心板梁、π形桥面板的吊装.     

增加临时对拉装置拆除系杆拱桥的施工技术

为解决系杆拱桥在先系杆、后拱肋拆除过程中产生的拱肋水平推力平衡问题,在系杆拱桥拱肋端部增加临时对拉装置,先拆除系杆,利用增加的临时对拉装置承受拱肋端部的水平推力,使拱肋在系杆拆除后处于平衡稳定状态,再拆除拱肋,实现了系杆和拱肋依次吊装拆除。该施工技术无需在航道上搭设支架,拱肋和系杆也无需分段拆除,为系杆拱桥的拆除提供了新思路和技术参考。     

连续梁拱组合体系桥梁施工力学行为实测分析

对连续梁拱组合体系桥梁在施工过程中的受力性能进行了实桥测试和有限元模拟分析。结果显示,结构系梁、拱肋及横梁等构件在桥梁施工过程中均处于受压状态,最大压应力为13.7MPa,出现在第4次吊杆张拉完成后中拱拱肋1/4截面下缘,拱脚位置压应力水平不高;采用分阶段多次张拉,可以有效的调整该种组合体系桥梁的吊杆张拉力;有限元计算结果与实测结果吻合良好。     

异形钢桁架拱桥结构设计及计算分析

某三跨连续中承式钢桁拱桥,跨径布置为22 m+56 m+22 m。主桥拱肋是由中拱肋、边拱肋、副拱肋及腹杆组成的桁架结构。主桥跨中设置系梁,主梁由桥面系及横梁组成,桥面系采用正交异性钢桥面,主梁、系梁及拱肋固结连接。桥梁共设置13对吊杆,扇形布置,吊杆锚固采用耳板的结构形式。主要介绍该桥的结构构造设计及受力计算分析,该桥造型新颖优美,受力及构造较为复杂,可为类似工程提供一定的借鉴。     

赵家沟大桥临时支架设计

新建浦东大道赵家沟大桥主桥为下承式系杆拱桥,采用先梁后拱的施工工艺,其中拱肋采用在桥面结构上搭设塔架施工的竖转提升工艺,纵、横梁及桥面板支撑采用混合支架。临时支架采用609钢管桩+贝雷梁+48小钢管组成的复合支架形式,承受桥道系结构施工时的荷载、预应力张拉引起的次效应以及竖转提升工艺所传递的荷载,受力较为复杂。采用精细化数值模拟技术对支架与结构在整个施工过程中的受力状态进行模拟,数值模拟结果及实践监测数据表明结构安全,支架的各部分构件受力满足要求,所设计的支撑柱改善了桥道系结构、贝雷梁以及钢管支架的受力状态。     

钢管混凝土系杆拱桥施工中受力性能及稳定性分析

为给钢管混凝土系杆拱桥施工监控提供理论依据,以南水北调工程南阳市姚湾跨渠公路桥为背景,采用有限元软件建立全桥三维空间模型,详细考虑混凝土灌注次序、混凝土徐变效应、吊杆张拉次序、系梁多次张拉等环节,对结构施工全过程的内力和变形历程及系梁浇筑过程中支架受力进行分析.结果表明,施工过程中拱肋钢管及管内混凝土应力满足规范要求;各分支钢管中混凝土的压应力与混凝土灌注次序有关;钢管内灌注混凝土的徐变会使钢管混凝土截面发生应力重分布;拱肋支架满足整体稳定性和分支稳定性要求.     

双飞翼中承复式钢箱拱桥体系转换施工技术

在拱桥建设过程中，体系转换往往是施工过程中最危险的时段。以乌兰木伦河3号桥体系转换为例，介绍了采用支架法施工时，双飞翼中承复式钢箱拱桥的体系转换流程，即张拉主副拱吊杆-拆除副拱支架-张拉主拱与梁的吊杆-拆除主梁支架-拆除主拱支架。通过有限元建模对支架拆除过程中支架反力、支架变形等进行计算，最终确定了先副拱后梁的体系转换顺序，实践证明该体系转换顺序的安全性及可操作性。     

钢管混凝土拱梁组合桥整体架设施工受力性能分析

针对钢管混凝土拱梁组合桥在整体架设过程中,钢系梁稳定性差、混凝土系梁需配置较多预应力钢束的缺点,提出采用钢管劲性骨架系梁的整体架设施工方法。为研究钢管劲性骨架系梁在施工过程中对拱梁组合桥各主要构件的内力分配影响效果,以某公路下承式钢管混凝土拱梁组合桥为背景,采用MIDAS Civil和Abaqus软件分别建立实际桥梁的整体杆系有限元模型和拱脚结点实体有限元模型,对施工阶段各主要构件进行受力性能分析。结果表明:通过分批张拉钢管劲性骨架中的系杆,可以减小各施工阶段钢管劲性骨架的钢管应力;钢管劲性骨架可以有效分担施工过程中的拱肋应力,使拱肋和钢管劲性骨架受力均匀;拱脚结点以纵向受压为主;拱肋受力均匀,稳定计算满足要求;靠近拱脚的吊杆应力稍大于跨中的吊杆应力,吊杆应力满足要求。     

内外拱肋连接顺序对斜靠式拱桥施m的影响

以平顶山市城东河路湛河桥主桥———斜靠式钢筋混凝土拱桥为研究对象,在先张拉内吊杆后张拉外吊杆的基础上,考虑先连接内外拱肋和先张拉内吊杆后连接内外拱肋两种施工顺序,采用有限元程序Midas/Civil建立两种施工顺序有限元计算模型,分析改变内外拱肋的连接时间和顺序,对斜靠式拱桥施工过程的内力、应力、位移以及稳定性的影响,计算结果表明,内、外拱肋连接对桥梁结构的内力、位移和稳定性影响比较大,先连接内外拱肋施工优于先张拉内吊杆施工,论文所得结论已为该桥施工监控直接服务,可为同类桥梁建造提供一定的参考。     

杭州逸湖大桥设计

杭州逸湖大桥采用130m跨径钢结构提篮拱桥,主拱肋拱轴线为抛物线,采用等高度矩形钢箱截面,内倾12°。风撑区别于常规的一字撑和K撑,采用整体式造型。系梁采用平行四边形钢箱截面,角度与内倾拱肋匹配,吊杆处对应设置横隔板。采用钢-混组合桥面,横梁顶面设置剪力钉与钢筋混凝土桥面板结合。吊杆采用叉耳销接方式。桥梁采用“先梁后拱”施工方法,少支架方案。采用空间有限元软件Midas/Civil对该桥的静、动力性能进行分析,结果表明各项指标均满足规范要求。     

广州从化大桥工程主桥施工关键技术设计

广州从化大桥主桥为单跨136 m下承式拱梁组合桥,由1根主拱肋与旁侧2根副拱肋组成倒三角钢管混凝土空间组合拱.为确保桥梁结构的施工安全与成桥质量,从梁拱施工顺序、钢管拱肋制作安装、管内混凝土灌注、系梁预应力钢束张拉、吊杆安装与张拉等方面对主桥施工关键技术进行了设计研究.     

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥施工控制关键技术

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为(140+336+140) m刚性梁柔性拱桥,主梁为三主桁双层板桁组合结构,采用“先梁后拱,主梁双悬臂拼装,拱肋竖向转体”方案进行施工。为确保成桥线形和内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,进行施工全过程和成桥分析,基于无应力状态法开展施工控制。钢梁墩顶节间施工时,设置墩旁托架,利用浮吊拼装;对称悬拼期间,为保证纵向稳定性,采用水袋对边跨进行配重,利用扣塔分别张拉2对扣索以改善钢梁受力并调整钢梁线形;采用预降边支点、4号墩钢梁整体预偏,以及扣索索力调整等措施进行钢梁中跨合龙;拱肋竖转后,主要通过扣索完成拱肋合龙调位;拱肋合龙后,从中间向两边张拉吊杆。经实测,该桥钢梁合龙口相对高差在10 mm以内;拱肋合龙口轴向偏差最大2 mm,相对高差最大1 mm;吊杆索力与设计目标索力偏差均在5%内,满足施工控制要求。     

芜湖长江三桥铁路框架墩拱形墩帽施工关键技术

芜湖长江三桥主桥边墩、辅助墩采用“n”形柱式框架墩,两岸引桥合建铁路墩采用“m”形柱式框架墩,柱式框架墩均设有拱形墩帽(分为圆弧拱形和矩形双台阶实心帽2部分),具有数量多、分布范围广、墩高变化大、施工环境复杂等特点。考虑柱式框架墩墩帽底部带圆拱的特点,墩帽现浇采用子母式不落地拱架支撑系统+拱形模板的方案施工,该拱架支撑系统由下部结构(包括靴式牛腿、精轧螺纹钢筋、横桥向分配梁)和上部结构(包括多片母拱桁片、桁片组间联结系,其中单片母拱桁片包括2个子拱和1个受拉弦杆)组成。拱架支撑系统的单元件在工厂预制后现场组拼;拱形模板铺设后,利用该系统分2次浇筑拱形墩帽混凝土(先施工圆弧形拱及两侧墩身,后施工顶面矩形双台阶实心帽);墩帽施工后,利用拆除装置拆除拱架支撑系统和模板。该桥拱形墩帽的现浇施工将支架的成形结构和承重结构合二为一,优化了支撑系统受力模式,具有结构简单、受力明确、材料用量少、安装与拆除便捷、安全风险低等优点。     

南叶公路桥主桥施工过程中两个关键技术问题的探讨

南叶公路桥主桥为一跨径127 m的钢管混凝土系杆拱桥,采用先拱后桥的施工方法。主桥施工过程中,在系梁没有张拉预应力之前,拱肋拱脚的水平力由临时水平拉索以及拱脚处水平止推装置共同承受,然后通过分批张拉系梁预应力钢束来替换。临时水平拉索与水平止推装置的共同受力与系梁预应力的张拉控制是主桥施工过程的两个关键技术问题。结合实际施工情况并通过详细的结构分析,合理控制了临时水平拉索与水平止推装置所承受的水平力;通过分析对系梁预应力钢束张拉顺序进行了优化,实现了水平力的替换并有效控制了系梁的混凝土压应力水平,确保了主桥施工的顺利完成。     

中承式钢管混凝土拱桥静载试验分析

文章以一座运营13年的中承式钢管混凝土拱桥为背景工程,开展了实桥静载试验,不仅进行了针对钢管混凝土拱肋承载力的静载试验,还进行了针对吊杆、横梁、桥面板受力状况的静载试验。建立有限元模型对该桥各主要构件的静力性能进行了分析和讨论。研究结果表明,该桥钢管混凝土拱肋受力基本正常,但刚度有所削弱,拱脚处应力规律较差;横梁受力状态已超出设计能力;桥面板局部受力较大。试验方法和研究数据可对今后类似桥梁的设计与施工提供借鉴。     

六沾铁路宣天特大桥主桥设计

六沾铁路宣天特大桥主桥为钢管混凝土拱加劲三跨连续梁桥,主跨为100 m。主梁为双纵梁的"П"形双向(局部三向)预应力混凝土结构,钢管混凝土加劲拱圈由2条相互平行的拱肋及横向联结系构成,拱肋为变高度钢管混凝土桁架,拱圈平联采用"ж"形空心钢管桁架,吊杆采用钢绞线体系。计算主梁应力、挠度、自振特性及钢管混凝土的钢管及混凝土应力;经试算,吊杆预张力、安全系数均满足要求。根据有限元分析结果,对拱-梁结合部进行设计改进:主梁上翼缘增加4束纵向短束;加强纵梁上翼缘普通钢筋布置;优化竖、横向预应力根数和布置。采取先梁后拱满堂膺架的施工方案。     

空腹式连续刚构桥施工过程受力特性分析

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m的预应力混凝土空腹式连续刚构桥,其三角区下弦采用挂篮辅以扣索施工,上弦采用支撑于下弦顶面的支架现浇施工,后续梁段采用挂篮悬臂浇筑施工。为研究该桥在施工过程中的受力特性,建立全桥有限元模型,对临时扣索张拉及拆除、预应力张拉、后续梁段施工等工况进行计算分析。结果表明,由于梁段浇筑、扣索张拉、预应力张拉的影响,上弦支架部分应力集中;三角区扣索索力变化不大,基本上随施工进度递减;中跨合龙后,支架拆除对主梁及斜腿受力影响不大,扣索拆除使主梁及斜腿应力峰值有效降低。